KS 48V-DC генератор на постоянен ток и 48V батерии от Pylontech

Статията е защитена с авторски права. Публикуването на цялата статия или части от нея без ясно посочване на източника (връзка към уебсайта на Könner & Söhnen) не е разрешено.

Тези инструкции описват използването на генератора за постоянен ток KS 48V-DC като източник на аварийно захранване за системи с батерийно съхранение, базирани на много разпространени 48V батерии от Pylontech с 15 LiFePo4 клетки в серия, но също така са приложими и за други системи за съхранение на 48V батерии, като например 13 LiIon клетки, които да се използват в серия и т.н.

DC ГЕНЕРАТОРИ като източник на енергия за съхранение на батерии имат много предимства в сравнение с комбинацията от алтернатор и зарядно устройство. По-подробно описание може да бъде намерено в нашия информационен материал „Решения за аварийно захранване с KS 48V-DC генератор на постоянен ток“.

KS 48V-DC е свързан директно към батерията или 48V шината и изпълнява същата функция като други източници на постоянен ток, като соларно поле или вятърна турбина с контролер за зареждане.

Зареждането на батерията чрез соларния контролер за зареждане е сложно, в зависимост от консумацията на мощност на инвертора:

На изображението вляво не се черпи енергия от инвертора за захранване на дома, а на изображението вдясно енергията се черпи на импулси, за да се създаде синусоида.

DC генераторът има множество намотки и електронно управление, което прави изходния ток много по-гладък. Така изглежда зарядният ток (в зелено) на LiFePo4 батерия (краен случай) при 40A и 70A ток (ефективна стойност):

Изходното напрежение на DC генератора има много ниска пулсация, което все пак може да предизвика пулсация на зареждащия ток в батерия LiFePo4. С увеличаването на зареждащия ток, разликата между собственото напрежение на батерията и напрежението на генератора се увеличава, което може да доведе до намаляване на пулсацията на зареждащия ток.

DC генератор за зареждане на батериите е добро решение от всички гледни точки и в някои случаи няма по-добра, ако изобщо има, алтернатива.

Например, при инвертори, свързани към мрежата, с функция за резервно захранване и с DC батерийно съхранение, няма възможност да се използва AC генератор вместо обществената електрическа мрежа, тъй като такъв генератор може да бъде повреден от обратна връзка на захранването. Батерийното съхранение на постоянен ток може да бъде презареждано само от източник на постоянен ток.

Könner & Söhnen винаги работи, за да може да предложи на нашите клиенти добри решения. Надеждното електрозахранване е изключително важно и генераторите на постоянен ток от Könner & Söhnen трябва да играят важна роля в това.

Генераторът KS 48V-DC за постоянен ток е специално разработен за 48V батерийни системи за съхранение, чийто работен диапазон на напрежение съвпада с диапазона 48-54V.

Ето параметрите на най-често срещаните батерии в сравнение:

От съществено значение е да се обърне внимание на такива параметри като максимално напрежение на зареждане, препоръчителен ток и използваема капацитет:

Максималното изходно напрежение на KS 48V-DC е избрано по такъв начин, че да не се получава презареждане, дори при AGM и оловно-киселинни батерии. Това е в областта на поддържащото зареждане и не може да повреди батериите, дори ако генераторът работи в продължение на няколко часа.

Ако напрежението на шината от 48V се повиши до 57V (например поради други източници на постоянен ток), генераторът спира незабавно, независимо от режима.

Литиево-йонните батерии са оборудвани с BMS контролери, които също предотвратяват презареждане.

Диапазонът на напрежението от 48-54V съответства на повечето 48V шинопроводи. Трябва също да се вземе предвид спадът на напрежението в кабелите от генератора до 48V шинопроводите, който може да бъде 0.5-1.0V в зависимост от силата на тока.

KS 48V-DC работи като зарядно устройство или модул за зареждане с IU характеристика:

РАБОТА В АВТОМАТИЧЕН РЕЖИМ

Генераторът в режим AUTO следи напрежението на батерията, която трябва да бъде захранена, и се стартира автоматично, когато се достигне по-ниската стойност на напрежението от 47.5-48V. Време за реакция около 5 секунди.

Генераторът зарежда батерията с напрежение до 53.5-54V и ток до 70-75A и се изключва веднага щом напрежението достигне 53.5-54V и зарядният ток падне под 20A. Време за реакция около 30 секунди.

Генераторът може да бъде стартиран чрез натискане на бутона START по всяко време, независимо от напрежението на батерията, но ще бъде спрян в рамките на 30 секунди след като токът падне под 20A.

Зелената сигнална лампа (индикатор за работа) свети постоянно, когато токовото натоварване надвишава 20A, и мига, когато токовото натоварване падне под 20A.

Ако консумацията на енергия в съответния случай технически никога не пада под 20A (48V шинопровод), трябва да се използва режимът ВЪНШЕН КОНТРОЛ, за да не работи генераторът непрекъснато.

Батерии с 15 x LiFePo4 клетки като Pylontech US2000, US3000 и US5000 имат по-ниско работно напрежение и зареждането на такава батерия в AUTO режим трябва да се извършва с постоянен ток (максимален ток 70A, червен светодиод постоянно свети), докато батерията не се зареди напълно и контролерът BMS не се изключи.

Това не е желателно в повечето случаи, тъй като оптималното ниво на зареждане на литиева батерия е 50-80%. Освен това, винаги трябва да има известно „място за слънцето“. Генераторът трябва да доставя само определено количество енергия на батерията, за да може захранването да остане непрекъснато дори когато няма достатъчно слънце, вятър и т.н.

Генераторът KS 48V-DC DC разполага с режим на ВЪНШНО УПРАВЛЕНИЕ, който позволява разнообразни решения за аварийно захранване и позволява адаптиране на генератора към различни условия на съхранение и работа с 48V батерии. 

РАБОТА В РЕЖИМ НА ВЪНШНО УПРАВЛЕНИЕ

Генераторът в режим EXTERNAL CONTROL ще бъде стартиран чрез затваряне на контактите на CONTROL TERMINAL и спрян чрез тяхното отваряне. Този режим позволява генераторът да бъде оптимално адаптиран към различни системи за съхранение на батерии чрез външно управление на устройства с потенциално свободни „сухи“ контакти, което значително разширява обхвата на приложение на генератора. С джъмпер между контактите на CONTROL TERMINAL, генераторът стартира веднага щом ротационният превключвател бъде завъртян в позиция ON и спира, когато е в позиция OFF. Такова използване се препоръчва, за да може генераторът да бъде стартиран и спрян ръчно, независимо от напрежението на батерията.

Много устройства са оборудвани с потенциално свободни "сухи" контакти (инвертори, UPS, батерии с BMS контролери, монитори за батерии, времеви релета и др.) и това позволява реализирането на всички възможни алгоритми за използване на генератори.

ЗАЩИТА ОТ ПРЕНАПРЕЖЕНИЕ И ПРЕТОВАРВАНЕ

Ако напрежението на шината 48V или на батерията, която трябва да бъде захранена, се повиши до 57V или повече поради някаква причина, генераторът се изключва незабавно. 

Изходното напрежение на генератора се намалява, когато максималният ток е превишен и може да бъде по-ниско от 48V, но ако стане твърде ниско, се разпознава като късо съединение и генераторът се изключва незабавно.

Нормално е червеният светодиод да светне, докато се зарежда с максимален ток. Това само означава, че е достигнат максималният изходен ток на генератора.

Препоръчителна схема на свързване за KS 48V-DC за автоматично зареждане на батерийното хранилище, базирано на 48V батерии с 15 LiFePo4 клетки в серия:

Генераторът се стартира чрез затваряне на програмируемите сухи контакти на инвертора и се спира чрез тяхното отваряне.

Устройството за управление на батерията служи като допълнителна защита срещу презареждане в случай на проблеми с инвертора или ако контролерът на BMS на батерията се повреди. Препоръчваме да настроите горната прагова стойност (контактите се отварят) на монитора на батерията на 51-52V.

Технически данни за зареждане на батериите Pylontech US2000/US3000/US5000:

Напрежение на зареждане, DC: 52.5-53.5V (съответства на изходното напрежение на KS 48V-DC минус падането на напрежение в кабелите)

Препоръчителен заряден ток: до 25A (US2000), 37A (US3000), 80A (US5000)

Минималният капацитет на батерийното съхранение, подходящо за KS 48V-DC, е или 1 x US5000, или 2 x US3000, или 3 x US2000.

Напрежение при оставащ заряд от 10%: приблизително 45V

Напрежение при оставащ заряд от 20%: приблизително 48.4V

Тъй като поне 10% от заряда трябва да остане в батерията, препоръчваме да зададете долната прагова стойност за стартиране на генератора на приблизително 15% или 47V.

Ако инверторът няма да има програмируеми сухи контакти, трябва да се използва следната схема на свързване:

Пример за блок за управление на напрежението на батерия 48V:

С устройството за контрол на напрежението на батерията могат да се задават долните и горните прагови стойности на напрежението на батерията и времето за реакция. Настройката на времето за реакция би била важна, за да се избегне ненужно стартиране на генератора в случай на краткотрайно високо натоварване на батерийното хранилище, което може да доведе до краткотрайно спадане на напрежението, което не може да се припише на ниско ниво на зареждане в батерийното хранилище.

Ако мониторът на батерията не работи правилно и не изключи генератора навреме чрез отваряне на контактите при достигане на горния праг, генераторът ще продължи да работи, докато контролерът на BMS не спре процеса на зареждане чрез затваряне на съответните транзистори. В този момент може да има кратко увеличение на изходното напрежение поради бързо намаляване на натоварването (ако почти няма мощност, която да се черпи от инвертора), което може да задейства защитата от пренапрежение (при 57V) на генератора.

ЗАЩИТА ОТ ПРЕНАПРЕЖЕНИЕ И ПРЕТОВАРВАНЕ

Ако напрежението на шината 48V или на батерията, която трябва да бъде захранена, се повиши до 57V или повече поради някаква причина, генераторът се изключва незабавно.

Изходното напрежение на генератора се намалява, когато максималният ток е превишен и може да бъде по-ниско от 48V, но ако стане твърде ниско, се разпознава като късо съединение и генераторът се изключва незабавно.

Нормално е червеният светодиод да светне, докато се зарежда с максимален ток. Това само означава, че е достигнат максималният изходен ток на генератора.

ЗАЩИТА ПРИ НИСКО НИВО НА ГОРИВО ИЛИ ДВИГАТЕЛНО МАСЛО

Ако горивото се изчерпи, двигателят спира.

Ако нивото на маслото е твърде ниско (жълтият светодиод светне), двигателят спира незабавно.

Ако началните условия са изпълнени (напрежението на батерията е под 47.5-48V в режим AUTO или контактите на EXTERNAL CONTROL са късо съединени в режим EXTERNAL CONTROL), двигателят се опитва да стартира 5 пъти и ако не успее, се появява съобщение за грешка (червеният LED мига).

ЛЕСНО ОБСЛУЖВАНЕ

Генераторът няма собствена батерия и се стартира от батерията, която трябва да бъде доставена. Батерията, която трябва да бъде доставена, обикновено има капацитет от няколко kWh и дори при ниско зареждане все още има повече от достатъчно енергия за стартиране на генератора, дори след няколко опита за стартиране. Това премахва необходимостта от редовна поддръжка на батерията на генератора, както е обичайно при AC генераторите, например, и увеличава надеждността на аварийното захранване, когато генераторът се използва рядко.

При използване на генератора обаче трябва да се внимава срокът на годност на горивото да не бъде надвишен. Препоръчваме да се използва само дълготраен бензин с октаново число 90-95 като гориво, като се обръща внимание на възможни отлагания в карбуратора и те да бъдат източвани навреме в зависимост от срока на годност на бензина.

Също така е важно да се обърне внимание на срока на годност на моторното масло. То трябва да се сменя или на всеки 12-18 месеца според спецификациите на производителя, или на всеки 50 работни часа.

Въздушният филтър трябва да бъде сменен в зависимост от това колко е замърсен.

ОТКАЗ ОТ ОТГОВОРНОСТ:

Тези инструкции могат да се приемат само като препоръка, са илюстративни и трябва да бъдат адаптирани към конкретните местни обстоятелства и условия по време на инсталацията. Самата инсталация трябва да се извършва в съответствие с всички стандарти и регулации. Не поемаме отговорност за неправилни инсталации и техните последствия.